Оптимальный фазометр Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

по числу ключей соединены с одноименными входами блоков масштабных коэффи2те .27L . циентов sin 1 и cos i , выходы ко, ,тт торых соединены соответственно с входами нервого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с иервым и вторым выходами блока деления выходных напряжений, управляющие входы одноименных ключей обоих каналов присоединены к соответствующим выходам кольцевого пересчетного элемента, вход которого соединен с выходом подстраиваемого генератора, а управляющий вход генератора присоединен к выходу сумматора одного из каналов. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого фазометра. Он содержит два идентичных канала, состоящих из группы ключей , 2i-2m, подключенных сигнальными входами к входу своего канала, выходы ключей подсоединены к блоку 3(4) фильтров HUJKHHX частот, выходы которого по числу каналов соединены с одноименными входами блока 5(6) масштабных коэффициентов sin - ( И блока 7(8) масштабных коэффициентов выходы блока 5(6) масштабных коэффициентов подключены к сумматору 9 (10), выход которого соединен с одним из входов блока 11(12) деления выходных напряжений; выходы блока 7(8) масштабных А.271 . коэффициентов cos i подключены к сумматору 13(14), выход которого соединен с вторым входом блока 11(12) деления выходных напряжений, выход последнего связан с блоком 15(16) Arctg отношения напряжений; выходы блоков 15 и 16 Arctg отношения напряжений соединены с входами блока 17 вычитания, а его выход подключен к отсчетному устройству 18. Управляющие входы одноименных ключей , 2i-2те обоих каналов соединены между собой и подключены к соответствующим выходам кольцевого пересчетного элемепта 19, вход которого связан с выходом подстраиваемого генератора 20. Управляющий вход подстраиваемого генератора 20 подсоединен к выходу сумматора одного из каналов, например сумматора 10. Фазометр работает следующим образом. Входные сигналы, содержащие высшие гармонические составляющие и шум, поступают на входы фазометра. Ключи 1 и 2 пропускают сигналы в определенные промежутки времени. В течение каждого промежутка времени происходит умножение сигнала на копию, задаваемую с помощью блока 5(6) масштабных коэффициентов Sin i и блока 7(8) масштабных коэффициептов cos t , и интегрирование блоком 3(4) фильтров нижних частот. Поскольку копия сигнала задана с помощью постоянных коэффициентов, то операция умножения входного сигнала и интегрирование могут меняться местами. Поэтому сигналы с выходов ключей 1 и 2 подаются на блок 3 (4) фильтров нижних частот, с i-ro выхода которого поступают на t-й вход блока 5(6) масштабных коэффициентов sin -- i и на i-й ВХОД блока 7(8) масштабных коэффициентов cos -- i . Сигналы с t-ro выхода блотка 5(6) поступают на сумматор 9(10), а сигналы с it-ro выхода блока 7(8) подаются па сумматор 13(14). С выходов сумматоров 9 и 13 (10 и 14) постоянные напряжения подаются на блок 11(12) деления выходных напряжений. Блоки 15 и 16 Arctg отношения напряжений выдают оптимальную оценку фаз входных сигналов относительно начальной фазы фо системы выходных сигналов кольцевого пересчетного элемента 19. Таким образом, на один вход блока вычитания 17 поступает значение фазы ф1 - фо, а на второй вход - фп - фо. На выходе блока 17 - результат оптимальной оценки разности фаз ф1 - фп входных сигналов фазометра, который поступает на отсчетное устройство 18. Подстраиваемый генератор 20 управляется постоянным напряжением с выхода одного из сумматоров, например сумматора 10, и генерирует сигнал в т раз большей частоты основной гармоники сигнала. Выходные колебания подстраиваемого генератора 20 поступают на вход кольцевого пересчетного элемента 19, с /-ГО выхода которого сигналы прямоугольной формы подаются на управляющие входы i-x ключей 1, и 2; (i 1, 2, 3,. . ., т). Фазометр свободен от погрешностей, вносимых смесителями. Копия сигнала в фазометре задается с помощью делителей постоянного напряжения и может быть выполнена с любой, паперед заданной точностью; 90° сдвиг между квадратурными составляющими копни зависит только от точности расчета и воспроизведения коэффициентов . 2г. .2:1 . зшt и COS I и не зависит от чаттстоты измеряемого сигнала и может быть точнее 0,01°. Кроме того, собственные шумы делителей напряжения постоянного тока могут быть сведены к тепловым шумам проводников, т. е. на 3-4 порядка ниже собственных шумов генератора копии сигнала в прототипе. Гармонический иеремножитель предлагаемого фазометра содержит лишь линейные элементы - ключи, ФНЧ, делители постоянного напряжения. Конструктивно предлагаемый фазометр может быть полностью в интегральном исполнении, а при изготовлении не нуждается в какоголибо рода подстройках, что свидетельствует о его высокой технологичности.

Формула изобретения

Оптимальный фазометр, содержащий подстраиваемый генератор, два идентичных капала, каждый из которых содержит последовательно соединенные блоки деления выходных напряжений и Arctg отношения напряжений, соединенные соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого соединен с отсчетным устройством, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, он снабжен кольцевым пересчетным элементом и в каждый канал введены блок фильтров нижних частот, блоки масштабных коэффи2я2циентов sin f и cos i , первый и

тт

второй сумматор, т ключей, причем входы всех ключей каждого из каналов соединены между собой, а выходы подсоединены соответственно к входам блока фильтров

нижних частот, выходы которого по числу ключей соединены с одноименными входами блоков масштабных коэффициентов . 2 .2 .

sin г и cos i , выходы которых сот.т

единены соответственно с входами первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока деления выходных напряжеНИИ, управляющие входы одноименных ключей обоих каналов присоединены к соответствующим выходам кольцевого пересчетного элемента, вход которого соединен с выходом подстраиваемого генератора, а

управляющий вход генератора присоединен к выходу сумматора одного из каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Пестряков В. Б. Фазовые радиотехнические системы. М., «Сов. радио, закл.

1968, с. 236.

2.Авторское свидетельство СССР № 459741, кл. G 01R 25/00, 1973.